APD最佳偏压温度补偿的实现方法

本文在对APD最佳雪崩增益分析的基础上,研究了最佳偏压和温度的关系并给出了温度偏压补偿的具体实现电路。     

基于后向喇曼散射测温系统APD最佳雪崩增益分析

本文对基于后向Raman散射分布式光纤测温系统中APD的最佳雪崩增益Mopt进行了分析。文中系统讨论了APD雪崩增益和入射光功率、APD的工作温度和APD的偏置电压等的关系。提出了一套温度控制加偏压调节保持最佳雪崩增益的方法,并给出了偏压调节方程式。最后,针对系统提出了系统APD最佳雪崩增益的概念,给出了具体计算方法。实验结果证明分析是合理、正确的。     

低耗低纹波可控式APD偏置电路

给出了两种非常适合作为APD偏置电路的高效、低耗、低纹波输出、可控式高压发生电路,同时给出了电路的应用说明.     

星载激光测距仪的高精度时间间隔测量单元

高精度时间间隔测量单元(TIU)是星载激光测距仪的关键部件。基于现场可编程门阵列(FPGA)研制出了满足星载要求的高精度、高集成度时间间隔测量单元。该单元采用数字计数法结合数字延迟线插入法的技术,在0.5~10 km的测量距离范围内,时间分辨率为500 ps。通过地面检测,在全程范围内保持了良好的线性度,标准偏差小于270 ps。该单元同时具备测量脉冲回波宽度的能力,可以获取目标的脉冲展宽信息。由于单元选用的元器件都具有航天产品性能,因此其设计和技术指标可满足星载激光测距仪的应用。     

EDFA增益控制技术

介绍了DWDM系统中EDFA增益控制技术的发展情况,包括增益平坦和增益锁定两方面内容,并对典型的实施方案进行了比较和分析,最后提出了增益控制技术的发展趋势。     

脉冲激光测距仪雪崩光电探测器最佳工作状态和接收灵敏度研究

根据脉冲激光测距仪目前广泛应用的达通型硅雪崩光电二极管（Si-APD)的噪声谱密度,从理论和实验结果分析各种测距精度的脉冲激光测距仪,在不同脉冲宽度条件下,Si-APD的负载电阻、接收放大器带宽、噪声等效功率,最小可探测功率以及信噪比等数据,并将其进行比较。说明保持Si-APD器件的最佳工作状态是提高激光测距仪的探测灵敏度和测量数据的稳定性、可靠性的重要条件。     

基于TPS40210的APD偏压温补电路设计

介绍了TPS40210的工作原理。利用TPS40210设计的高压偏置电路具有动态范围广、低噪声的优点,滤波后输出纹波小于20mVP-P;基于AD590温度传感器,设计了一种自动温度补偿的APD高压偏置电路,并对电路进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路输出能够根据环境温度变化自动调节偏压输出,使APD工作在稳定增益状态。     

中波碲镉汞雪崩光电二极管(APD)增益特性

采用不同工艺制备了中波碲镉汞雪崩二极管(HgCdTe APD)器件,利用不同方法对其结特性和增益随偏压变化关系进行了表征,并基于Beck模型和肖克莱解析式进行了拟合分析。结果表明,不同工艺制备的APD器件饱和耗尽区宽度分别为1.2μm 和2.5μm,较宽的耗尽层有效抑制了高反偏下器件的隧道电流,器件有效增益则从近100提高至1000以上。采用拟合HgCdTe APD器件增益-偏压曲线获得了较好的效果,且拟合得到的参数与Sofradir的Rothman的结果相似。     

星载sAR辐射定标误差分析及成像处理器增益计算

本文对星载SAR辐射定标的各项误差因素进行了分析,提出了计算辐射定标误差的公式,提供了分配星载SAR系统辐射定标误差的工具;对基于CS(Chirp Scaling)算法的成像处理器的增益计算公式进行了推导,并通过计算机仿真得到了验证;定量地分析了成像处理器增益计算误差对SAR系统辐射定标精度的影响。     

基于ADL5317和LM35的APD偏压温度补偿电路设计

针对分布式光纤测温系统中APD(Avalanche Photodiodes)的反向偏置电压需进行实际温度补偿的要求,利用LM35温度传感器和ADL5317芯片,设计了一种高精度、低功耗、宽动态范围、偏置电压精确且可自动控制的APD偏压温度自动补偿电路。     

激光测距中数字鉴相器的设计

相位法激光测距广泛应用于距离测量,尤其是短距离测量领域,测距系统的测量精度和速度主要取决于鉴相器的设计,为提高鉴相器的测量精度和速度,本文给出了一种新型数字鉴相器。通过加入反馈电路控制信号调制器,只需一组鉴相器即可实现激光发射信号与接收信号相位差的测量。调整CIC滤波器的参数,最大限度地提高滤波器输出信号的信噪比。对CORDIC算法进行优化,不仅扩展了测量范围,而且提高了测量精度和速度。本文使用Matlab对该数字鉴相器进行了性能评估,并在FPGA上实现了该数字鉴相器,与传统的数字鉴相器相比,测量精度和速度都有较大的提高,同时也降低了设计成本。     

脉冲激光测距机最大测程测试方法研究

最大测程是反映脉冲激光测距机性能优劣的主要参数之一。分析了现行激光测距机最大测程指标考核的方法,比较了各种考核方法的利弊。在此基础上提出了一种采用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方案进行激光测距机最大测程测试的新方法．并对两具测距机分别进行了室外消光比、室内时序增益系数比、最大测程的测试,对两者的结果进行了对比。最后针对本测试系统的组成进行了误差分析。结果证明,新的检测方法可以客观、真实、准确地测量1．06μm和1．54μm两种波段的脉冲激光测距机的最大测程,测试结果受天气条件和目标特性影响小,也不受脉冲激光测距机增益电路的影响,且测量精度高,重复性好,操作方便可靠。同时还可对激光测距机测程范围、测距精度、选通范围及选通精度、距离分辨率等主要性能参数进行模拟测试。     

相位式激光测距全相位谱分析鉴相算法

为降低相位式激光测距的鉴相偏差,以余弦信号为对象深入研究全相位谱分析鉴相的性能。将余弦信号分解为指数形式进行频谱变换,得出负频率会引起谱分析鉴相偏差,但全相位谱分析的频谱泄漏远小于传统傅里叶变换(FFT)法,仿真时鉴相偏差降为后者的1‰。从信噪比增益角度研究窗函数对鉴相精确度的影响,分析表明,归一化频率偏移量绝对值小于0.3时,采用矩形窗的全相位谱分析鉴相方差最小,可达克拉美罗下限的1.3倍。实验结果表明,在测距系统中可忽略全相位谱分析鉴相的偏差,当信噪比为34 dB时,每秒百万次鉴相的精确度为3.3 mrad,测距精确度达1 mm,全相位谱分析适用于高精确度相位式激光测距。     

改进型相位式激光测距电路的设计

为了提高无合作目标的相位式激光测距系统的稳定性和精度,并简化测距系统,设计了一种相位式激光测距系统的发射和接收电路.采用了双频调制、直接数字频率合成器(DDS)、差频测相技术等原理.进行了理论的研究、分析和实际的电路实验.利用DDS产生的正弦波信号进行调制发射,并且对非合作目标反射回来的激光信号进行接收、调理,并进行数据处理.在设计中,优化了系统的调制发射电路,采用新的光电探测器和高压偏置电路,增加简单实用的自动增益控制(AGC)模块等.实验结果表明,该测距系统简单有效,具有较高的测量精度和稳定性.     

大量程脉冲激光测距仪性能检测方法

依据大量程红外脉冲式激光测距仪测距性能的检测需求,提出了一种基于MODTRAN数据库的激光回波信号模拟的检测方法。在室内环境下模拟激光测距大气回波信号,以实现对测距仪的测距精度及最大测程两项指标的检测。该方法调用MODRAN数据库计算出GJB2241A中仲裁实验的大气辐射透过率,在此基础上建立回波功率的数学模型,并采用FPGA以及模拟延时器件实现预设延时,使得距离模拟与能量模拟自成回路,实现了测距回波的真实模拟。实验结果表明:设计的回波信号模拟系统可实现50 m~22 km的大量程距离模拟,回波延时精度优于2 ns,最大测程的测准率可达90%,满足了激光测距仪性能测试的检测需求。     

Receiver channel with resonance-based timing detection for a laser range finder

An integrated receiver channel for a pulsed time-of-flight laser range finder is presented. The receiver operates in a wide dynamic range without gain control. This is achieved by converting the received unipolar pulse to a bipolar waveform already after the optical detector before the signal is fed to amplifier blocks. Thus the nonlinearities of the amplifiers have the minimum effect on the timing point, which is located in the zero crossing of the bipolar pulse. A parallel resonant circuit is used to shape the pulse in the input of the channel, which consists of a cascade of limiting voltage amplifiers followed by a comparator. The measurements show that the receiver has a walk error of 74 ps in the dynamic range of 1:1280. This corresponds to 11 mm in distance. The minimum usable input signal is limited by the noise of the receiver and equals 1.9 /spl mu/A.     

智能激光测距机性能测试系统

为测量激光测距机的性能 ,研制了一种新型的测量系统。系统采用先进的控制技术和方便、快捷的微机软件 ,且配有结构巧妙的分光束光学系统 ,能同时实现对测距机的光轴平行性、激光脉冲宽度、脉冲能量、光束发散角等性能参数的测量。 12 96× 10 30高空间分辨率CCD的引入 ,使系统的角分辨率达到 10″;35 0MHz示波器用于捕捉窄达 10ns的激光脉冲 ;高精度、大动态范围的激光能量计可精确测量出激光脉冲的能量。系统已通过验收 ,各项指标均满足设计要求。目前已正式应用 ,效果良好     

半导体激光测距仪用双脉冲电路设计

针对采用单脉冲便携式激光测距机难以测量中远距离的缺点,设计出用于半导体激光测距仪的大电流双脉冲驱动电路,利用二值化高速数据采集方法实现了测距功能。应用该电路制作的便携式测距原型机,在无合作目标的情况下,整机系统测量距离达1750 m,命中率高达95%以上。经过测试表明,双脉冲测距电路具有功耗低、测量距离远、命中率高、测试方便等特点,具有实际使用价值。     

远距离低盲区脉冲激光测距的实验系统

测距能力和测距盲区是脉冲激光测距系统中亟待解决的一对矛盾。本文介绍了远距离低盲区脉冲激光测距实验系统的基本组成和工作原理。通过对各种脉冲飞行时间测量方法的比较,确定采用延迟线数字插入法完成脉冲飞行时间的测量,从而保证系统的精度、测程和分辨率。同时,对测距盲区产生的原因进行了分析,提出了引入自动功率调节模块降低测距盲区的方法。系统利用雪崩光电二极管APD作为光电接收器件,采用软硬件结合的智能温度补偿方案对APD进行温度补偿。     

某型激光测距机故障诊断仪的设计

为解决部队条件下某型激光测距机故障维修难度大的难题,依据故障字典法的基本思想,通过分析该型测距机的电路特点和总结典型故障原因,结合故障诊断和维修经验,提出该型激光测距机故障诊断仪的设计方法。首先根据电路功能划分故障子集,其次由单片机产出激励信号并测试关键节点的信号,最后根据故障现象和测试结果编制故障字典。试用结果表明,该诊断仪能快速实现该型激光测距机整机功能和电路故障的诊断,提高了装备维修的效率。